Projet BIOFEU - Comportement au feu d'agrobétons

BIOFEU Project - Fire behavior of biobased concretes

• Auteur / Autrice : Tania maria Alves lopes
• Direction : Laurent Ferry, Rodolphe Sonnier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 31/01/2023
• Etablissement(s) : IMT Mines Alès
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PCH - Polymères, composites, hybrides
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : PCH - Polymères, composites, hybrides

Mots clés

Mots clés libres

Réaction au feu

Résistance au feu

Feu couvant

Agrobéton

Terre allégée

Modélisation thermique

Fire reaction

Fire resistance

Smoldering fire

Biobased concretes

Lightened earth

Thermal modeling

Résumé

Les agrobétons, mélanges d'agroressources et d'un liant (plâtre, terre, chaux…), constitue une solution innovante permettant de réduire l'empreinte environnementale des bâtiments. Les agrobétons légers possèdent des capacités d'isolation thermique et de régulation hydrique remarquables. Les agrobétons de plus forte densité (enduits fibrés) peuvent, eux, jouer le rôle de barrière protectrice appliquée sur d'autres matériaux biosourcés. Pour étendre leur utilisation, ces matériaux doivent faire la preuve de leur tenue au feu. Toutefois, il existe une grande diversité de compositions d'agrobétons possibles. Il y a donc besoin de connaissances scientifiques nouvelles permettant de mieux appréhender le comportement de ces matériaux en situation d'incendie. L'objectif de la thèse est donc d'évaluer l'impact de différentes sources de variabilités des agrobétons sur leur tenue au feu. Les premiers résultats obtenus à IMT Mines Alès ont mis en évidence 3 phénomènes-clés du comportement au feu de ces matériaux qui seront les verrous à lever au cours de la thèse: - Verrou 1 : étude de l'inflammabilité des agrobétons en lien avec la quantité et la composition des agroressources utilisées et la densité des matériaux. - Verrou 2 : étude de la capacité isolante des agrobétons en condition d'incendie en relation avec leur dégradation et leur potentiel effritement. - Verrou 3 : étude de la combustion lente, sans flamme, appelée aussi feu couvant pouvant conduire à une résurgence de la flamme et à la ruine du matériau. Les travaux s'appuieront sur une approche multi-échelle du comportement au feu des agrobétons via l'utilisation de différents équipements. La thèse est à dominante expérimentale mais l'analyse nécessitera une part de modélisation, en thermique notamment.

Agro-concretes (blend of agroresources and a binder (plaster, earth, lime ) are an innovating solution allowing to reduce the environmental footprint of buildings. Light agro-concrete exhibit high insulating and water regulation capacities. Heavier agro-concrete (fibrous coatings) may act as protective barrier when coated on other biobased materials. To extend their use, these materials must prove their fire resistance. However, there is a large panel of possible agro-concrete compositions. Therefore, there is a need of new scientific knowledge enabling to assess the fire behavior of these materials. The objective of the PhD thesis is to assess the impact of different variability sources in agro-concrete composition on their fire resistance. The first results obtained at IMT Mines Alès have highlighted 3 key phenomena of the fire behavior that must be deeper investigated and that will be represent the main objectives of the thesis : - Objective 1 : study of agro-concrete flammability in relation with the amount and nature of used agroresources and the material density - Objective 2 : study of the insulating capacity of agro-concretes in fire situation in relation with their degradation and crumbling - Objective 3 : Study of smouldering fires (slow non-flaming combustion) likely to lead to flame revival and material destruction. The study will lean on a multiscale experimental approach of the fire behavior of agro-concrete using various equipments. Beside this experimental part, the PhD work will also include thermal modelling.